超低功耗、高性能DSP处理器可满足工业及音频市场最新需求

工业成像、楼宇控制以及便携式和汽车音频市场对高性价比实时处理的需求在日益增长，与此同时，功耗更低、系统集成度更高，几乎成为所有处理器一致的发展方向。 为了充分满足这些发展需求，ADI推出了ADSP-BF70x Blackfin处理器系列。它可提供最高400MHz的处理能力，支持单周期双16位、单32位或16位数等定点数学运算—而这一切均可在95mW的内核功耗预算下实现。 ADSP-BF70x Blackfin主要特性 BF70x 系列处理器搭载最高1 MB内置SRAM，同时也提供了一个可选的DDR存储器接口供用户进行扩展。该系列集性能、能效、集成度和价值等优势于一身，允许设计师在众多新型嵌入式视觉及音频应用领域集成16位和32位处理能力，包括工业成像、楼宇控制以及便携式和汽车音频等。 BF70x系列由8款产品构成，提供各种高级连接接口(包括USB、SDIO、CAN、ePPI、SPORT、QuadSPI)，可为设计师带来更强的功能和更大的灵活性，能满足功耗敏感的应用，或延长电池供电型设备的续航时间。 BF70x针对广泛的工业和楼宇自动化应用而设计，其中包括智能照明和占用检测以及摄像头、条码读取器和生物特征识别传感器中的工业成像等。同时，凭借其低功耗、32位数学运算能力以及大容量片内SRAM等特点，BF70x也非常适合对于高保真音频有较高要求的便携式音频和汽车音频应用(ADSP-BF70x Blackfin功能框图见图1)。

图1：ADSP-BF70x Blackfin处理器功能框图。
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【分页导航】 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 高性能、超低功耗如何实现 ADI方面认为，ARM并未解决全部实时DSP问题，这是因为ARM内核中存在多级缓存，造成它在实时处理和程序优化两个方面存在短板。在功耗方面，加了DSP指令集之后的ARM核，其实际功耗也明显高于BF70X系列。 那么，BF70x如何实现超低功耗？ADI Processor-DSP亚洲区域经理陆磊介绍，BF70X应用了最新的Blackfin+内核，相较上一代总体性能提升20%以上。它可以单指令支持32位运算，或是两个16位运算，而上一代无法支持32位或者复数运算。除了内核性能，BF70X在缓存、内部架构方面都有提升。其吞吐量更大，除了1Mb SRAM的二级缓存，还有超过100Kb的一级缓存，许多应用无需外扩存储器，从而能够提升整体的系统性能(图2)。

图2：与传统Blackfin方案的对比。
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除了处理性能提升、大容量缓存外，陆磊介绍，新系列产品采用40nm工艺，从而进一步降低了系统功耗。在同主频、同性能的情况下，其功耗比竞争对手低一半左右。 【分页导航】 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 软硬件支持 软件IP保护日益成为工业安全领域的关注重点，BF70x处理器提供了一个内部的加密硬件加速器，它可提供快速安全引导以及解密和认证功能。对于不间断安全关键应用，BF70x系列还提供较高的数据完整性保障，以及ECC码保护型存储器电路。 除了支持传统的128位/256位加密功能外，BF70x还新增了一个重要功能：支持数字签名。这对于工程师做代码健全认证时非常重要。“如果有人恶意加入间谍代码(Spy code)，经过计算后硬件将很快发现两者签名不一致，此时程序就会自动终止执行，从而保护源代码安全，这是普通128位/256位加密功能无法做到的。”陆磊介绍道。 此外，新系列处理器还有ADI Crosscore Embedded Studio集成式开发环境(IDE)提供设计支持。CCES是ADI在两年前推出的新一代IDE，用以取代之前的VDSP版本。CCES基于新型Eclipse工作链，集成了所有的调试器、编译器、汇编器、链接器、加载器、算法和DSP库等，用户可在窗口环境中直接进行编译、下载和调试。操作系统方面，CCES可以无缝地和μC/OS-III操作系统进行集成，并支持μC/OS驱动和文件系统。 配合CCES开发环境使用的还包括ADSP-BF707 EZ-KIT-Lite开发板和新款ICE-1000/2000仿真器。这些仿真器可为全部JTAG兼容型ADI处理器提供支持，并针对BF70x增加了新的调试功能。例如通过CoreSight串行线调试支持，BF70x可支持程序跟踪、系统跟踪和交叉触发通道控制等功能。 对于音频和视频系统架构师，ADI则提供免费的软件模块，包括图像处理应用软件(如视频占用检测、图像处理工具箱、二维图形、视觉分析和内容分析等)、视频成像编解码器(如JPEG、H.264BP/MP等)、音频编解码器(MP3和WMA)，以及后期处理软件，包括异步采样率转换器和多频段图像均衡器。如果用户已经同时取得第三方的软件许可，ADI也可以提供Dolby和DTS算法编解码器。 【分页导航】 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载